Вращение электродвигателя: Направление вращения электродвигателя | Полезные статьи

Асинхронный электродвигатель: устройство и принцип работы

Содержание

1. Устройство асинхронного электродвигателя
2. Принцип работы асинхронного двигателя
3. Преимущества асинхронных двигателей

Самым эффективным устройством, превращающим электрическую энергию в механическую, является асинхронный двигатель, изобретенный инженером Доливо-Добровольским в конце 19 века. Учитывая возрастающий интерес современников к разработке и сборке станков, самодвижущихся аппаратов и прочих механизмов, мы постараемся объяснить, как работает асинхронный электродвигатель, чтобы вы могли понять принцип его действия и результативно его использовать.

Устройство асинхронного электродвигателя

В его конструкцию входят следующие элементы:

• Статор цилиндрической формы, собранный из стальных листов. Сердечник статора имеет пазы, в которые уложены обмотки. Их оси сдвинуты на 120 градусов по отношению друг к другу.
• Ротор (короткозамкнутый или фазный). Первый вариант представляет собой сердечник с алюминиевыми стержнями, накоротко замкнутыми торцевыми кольцами (беличья клетка). Второй вариант состоит из трехфазной обмотки, чаще всего соединенной «звездой».
• Конструктивные детали – вал, подшипники, лапы, подшипниковые щиты, крыльчатка и кожух вентилятора, коробка выводов — обеспечивающие вращение, охлаждение и защиту механизма.

Схему асинхронного двигателя с указанием его деталей легко найти в интернете или в пособиях.

Принцип работы асинхронного двигателя

Принцип действия асинхронного электродвигателя заложен в его названии (не синхронный). То есть статор и ротор при включении создают вращающиеся с разной частотой магнитные поля. При этом частота вращения магнитного поля ротора всегда меньше частоты вращения магнитного поля статора.

Чтобы более наглядно представить себе этот процесс, возьмите постоянный магнит и покрутите его вокруг своей оси возле медного диска. Диск с небольшим отставанием начнет вращаться вслед за магнитом.

Дело в том, что при вращении магнита в структуре диска возбуждаются токи Фуко (индукционные токи), движущиеся по замкнутому кругу. По сути они являются токами короткого замыкания, разогревающими металл. В диске «зарождается» собственное магнитное поле, в дальнейшем взаимодействующее с полем магнита.

В асинхронном двигателе для получения вращающегося поля используются обмотки статора. Магнитный поток, образованный ими, создает ЭДС в проводниках ротора. При взаимодействии магнитного поля статора и индуцируемого тока в обмотке ротора создается электромагнитная сила, приводящая во вращение вал электродвигателя.

Пошагово процесс выглядит следующим образом:

1. При запуске двигателя магнитное поле статора пересекается с контуром ротора и индуцирует электродвижущую силу.
2. В накоротко замкнутом роторе возникает переменный ток.
3. Два магнитных поля (статора и ротора) создают крутящий момент.
4. Крутящийся ротор пытается «догнать» поле статора.
5. В тот момент, когда частоты вращения магнитного поля статора и ротора совпадут, электромагнитные процессы в роторе затухают и крутящий момент становится равным нулю.
6. Магнитное поле статора возбуждает контур ротора, который к этому моменту снова отстает.

То есть ротор всегда медленнее магнитного поля статора, что и обеспечивает асинхронность.

Поскольку ток в роторе индуцируется бесконтактно, отпадает необходимость установки скользящих контактов, что делает асинхронные двигатели более надежными и эффективными. Изменяя направление тока в одной из обмоток (для этого нужно поменять фазы на клеммах), вы можете «заставить» мотор вращаться в ту или другую сторону.

Направление электромагнитной силы легко определить, вспомнив школьный курс физики и воспользовавшись «правилом левой руки».

На частоту вращения магнитного поля статора влияет частота питающей сети и число пар полюсов. Поскольку число пар полюсов зависит от типа двигателя и остается неизменным, то, если вы хотите изменить частоту вращения поля, необходимо изменить частоту питающей сети с помощью преобразователя.

Преимущества асинхронных двигателей

Благодаря тому, что устройство и принцип работы асинхронного электродвигателя достаточно просты, он обладает массой преимуществ и широко применяется во всех сферах народного хозяйства и в быту. Двигатели этого типа характеризуются:

• Надежностью и долговечностью. Отсутствие контакта между подвижными и неподвижными деталями сводит к минимуму возможность износа и поломок.
• Низкой стоимостью. Они доступны (не зря 90% от всех выпускающихся в мире двигателей именно асинхронные).
• Простотой эксплуатации. Для того чтобы использовать их, не обязательно иметь специальные знания и навыки.
• Универсальностью. Их можно установить практически на любое оборудование.

Изобретение асинхронного электродвигателя было значимым вкладом в развитие науки, промышленности и сельского хозяйства. С ним наша жизнь стала более комфортной.

9 типичных неисправностей электродвигателя и способы их устранения

В этом обзоре мы рассмотрим типичные неисправности трехфазных асинхронных электродвигателей и способы их предупреждения и устранения.

Электрические неисправности электродвигателя

Электрические неисправности двигателя всегда связаны с обмоткой.

1. Межвитковое замыкание может возникнуть при ухудшении изоляции в пределах одной обмотки. Возможные причины: перегрев обмотки, некачественная изоляция, износ изоляции вследствие вибрации. Определить межвитковое замыкание бывает сложно. Основной метод диагностики – сравнение сопротивления и рабочего тока всех трех обмоток. Первые симптомы межвиткового замыкания – повышенный нагрев двигателя и падение момента на валу. При этом по одной из фаз ток больше, чем по двум другим.
2. Замыкание между обмотками происходит из-за смещения обмоток, механической вибрации и ударов. При отсутствии должной электрической защиты может возникнуть короткое замыкание и пожар.
3. Замыкание обмотки на корпус. При данной неисправности электродвигатель может продолжать работать, если неправильно выполнены заземление и защита от короткого замыкания. Однако в работе он будет смертельно опасен, так как его потенциал будет находиться под фазным напряжением.
4. Обрыв обмотки. Эта неисправность равносильна пропаданию фазы. Если обрыв происходит в работе, то двигатель резко теряет мощность и начинает перегреваться. При правильно выполненной защите двигатель отключится, поскольку ток по другим фазам будет повышен.

Для устранения большинства из этих поломок требуется перемотка двигателя.

Механические неисправности электродвигателя

Механические неисправности электродвигателя связаны с его конструкцией.

1. Износ и трение в подшипниках. Проявляется в повышении механической вибрации и шума при работе. В этом случае требуется замена подшипников, иначе неисправность приведет к перегреву и падению производительности двигателя.
2. Проворачивание ротора на валу. Ротор может вращаться в магнитном поле статора, а вал будет неподвижен. Требуется механическая фиксация ротора на валу.
3. Зацепление ротора за статор
   . Эта проблема связана с механической поломкой подшипников, их посадочных мест или корпуса двигателя. Кроме того, подобная неисправность приводит к повреждению обмотки статора. Практически не подлежит ремонту.
4. Повреждение корпуса двигателя. Может происходить из-за ударов, повышенных нагрузок, неправильного крепления или низкого качества двигателя. Ремонт является трудоемким из-за трудностей соосной установки переднего и заднего подшипников.
5. Проворачивание или повреждение крыльчатки обдува. Несмотря на то, что двигатель продолжит работать, он будет перегреваться, что существенно сократит срок его службы. Крыльчатку необходимо закрепить (для этого используется шпонка или стопорное кольцо) или заменить.

Аварийные ситуации при работе электродвигателя

Существуют неисправности, не связанные непосредственно с двигателем, но влияющие на его работу, характеристики и срок службы.

Большинство этих неисправностей вызваны механической перегрузкой, увеличением тока, и, как следствие, перегревом обмоток и корпуса.

1. Увеличение нагрузки на валу вследствие заклинивания привода либо приводимых механизмов.
2. Перекос напряжения питания, который может быть вызван проблемами питающей сети либо внутренними проблемами привода.
3. Пропадание фазы, которое может произойти на любом участке питания двигателя – от питающей трансформаторной подстанции до обмотки двигателя.
4. Проблема с обдувом (охлаждением). Может возникнуть из-за повреждения крыльчатки двигателя при собственном охлаждении, из-за останова вентилятора внешнего принудительного охлаждения или вследствие значительного повышения температуры окружающей среды.

Способы защиты электродвигателя

Для защиты электродвигателя от внутренних и внешних неисправностей, а также для минимизации дальнейших трудозатрат по его ремонту применяют различные устройства.

1. Мотор-автоматы и тепловые реле

Мотор-автоматы (автоматы защиты двигателя) и тепловые реле используют для обнаружения превышения тока по одной или всем фазам двигателя. В случае превышения через некоторое время происходит отключение привода.

В отличие от мотор-автомата, у теплового реле нет силовой коммутации. Оно имеет только управляющий контакт, который размыкает питание силовой цепи. Мотор-автомат является самостоятельным коммутационным устройством, способным выключать двигатель.

Минус теплового реле заключается в отсутствии защиты от короткого замыкания. Мотор-автомат имеет защиту от перегрузки и электромагнитную защиту от короткого замыкания, которая мгновенно срабатывает и выключает двигатель при превышении тока уставки в 10-20 раз.

Данные устройства используются наиболее широко и при правильной установке и настройке способны с большой долей вероятности защитить электродвигатель и оборудование от поломки и других негативных последствий.

2. Электронные реле защиты двигателей

Данный вид защиты обеспечивает большой выбор различных защит. Основным элементом таких реле является микропроцессор, который анализирует мгновенные значения напряжения и тока и принимает решения на основе заданных настроек. Это может быть выдача сигнала на индикацию либо на отключение двигателя.

3. Термисторы и термореле

Когда по какой-то причине не сработала тепловая защита по перегрузке, последний рубеж обороны — термозащита. Внутрь обмотки устанавливается термочувствительный элемент (как правило, термистор или позистор), который меняет свое сопротивление в зависимости от температуры. При пересечении порога срабатывает соответствующая защита, и двигатель отключается.

Возможно применение более простых дискретных термореле (термоконтактов), которые размыкают контрольную или тепловую цепь, что приводит к аварийной остановке электродвигателя.

4. Преобразователи частоты

Обычно преобразователи частоты располагают несколькими видами защиты – по превышению момента и тока, по превышению напряжения, обрыву фазы и проч. Кроме того, возможно ограничение момента и тока. В этом случае на двигатель будет подаваться напряжение с меньшим уровнем и частотой, если будет обнаружена перегрузка. При этом будет выдано соответствующее сообщение оператору, а двигатель может продолжать работать.

Также производители частотных преобразователей рекомендуют устанавливать защитный автомат на входе ПЧ, тепловое реле на выходе и термисторную защиту.

Другие полезные материалы:
Выбор электродвигателя для компрессора
Как определить параметры двигателя без шильдика?
Выбор мотор-редуктора для буровой установки

PRM-6 Тестер чередования фаз и вращения двигателя

Рейтинг 5,00 из 5 на основании 5 оценок покупателей

(5 отзывов покупателей)

• Трехфазная индикация последовательности проводов
• Индикация ошибок (обрыв фазы, один вход подключен к нейтрали или защитному заземлению)
• Бесконтактное беспроводное обнаружение вращения двигателя на работающем двигателе
• Указывает вращение отсоединенных двигателей при вращении вала вручную или другими средствами
• 3-фазное напряжение до 700 В
• Четкий ЖК-дисплей с подсветкой
• Прочный резиновый кожух для защиты от падения с высоты 3 фута (1 м)
• Безопасность: CAT IV 600 В

Где купить

Артикул: 4375950 Категория: Последовательность фаз

• Описание
• Технические характеристики
• Что включено
• Ресурсы
• Отзывы (5)

Описание

Если вы устанавливаете или подключаете трехфазные двигатели и системы, вы признаете важность проверки правильного вращения двигателя и последовательности фаз проводки. Неправильное подключение может привести к тому, что двигатели будут вращаться в обратном направлении, что может привести к повреждению двигателя и оборудования, которое он питает.

Тестер вращения двигателя и чередования фаз PRM-6 может тестировать вращение двигателя в трехфазных системах, а также проверять проводку трехфазных розеток и последовательность фаз с помощью измерительных проводов.

Дополнительной расширенной функцией является беспроводное обнаружение вращения двигателя, которое определяет направление вращения двигателя без использования измерительных проводов. Это особенно полезно для быстродействующих двигателей, когда вращение двигателя невозможно определить визуально или когда приводной вал не виден.

 

 

Победитель — NECA Showstopper 2015

Технические характеристики

9006 5 Общие технические характеристики

Рабочая температура	от 0°C до 40°C (от 32°F до 104°C)
Рабочая высота	До 2000 м
Мощность	Батарейка ААА (2)
3-фазная индикация	ЖК-дисплей
Размеры (В x Ш x Г)	5,43 дюйма x 2,56 дюйма x 1,3 дюйма (13,7 см x 6,5 см x 3,3 см)
Вес	0,38 фунта (0,17 кг), включая батарею
Пыле/водостойкость	ИП 40
Степень загрязнения	2
Категория перенапряжения	КАТ. IV 600 В
Разрешения ведомств
Безопасность	Соответствует EN 61010-1 EN 61010-031 EN 61557-1 EN 61557-7
ЭМС	Соответствует EN 61326-1

Электрические характеристики
Обнаружение вращающегося поля
Диапазон напряжения (частота)	40–700 В (16–60 Гц) 50–700 В (60–400 Гц)
Номинальный испытательный ток	< 3,5 мА
Вращающаяся полевая индикация без контракта
Диапазон частот	16 – 400 Гц
Подключение двигателя (с проводами)
Диапазон напряжения	≥ 1 – 700 В
Диапазон частот	2 – 400 Гц
Номинальный испытательный ток	< 3,5 мА

 

Что включено

• PRM-6
• 3 измерительных щупа
• 3 зажима типа «крокодил»
• Сумка для переноски
• 2 батарейки ААА

Ресурсы

Техническое описание »

Руководство по продукту »

Направление вращения – так легко.

.. ошибиться Томаш Краус

Томаш Краус

Продвижение LV Motors и SIMOLOG ve společnosti Siemens

Опубликовано 18 сентября 2018 г.

+ Подписаться

Электродвигатели предназначены либо для вращения по часовой стрелке, либо против часовой стрелки, либо для того и другого. Это очень просто. Стандарт IEC говорит, что направление вращения всегда рассматривается со стороны ведомого конца, где находится нагрузка. В нем также говорится, что при подключении фаз сети L1, L2, L3 к клеммам двигателя U, V, W в этом порядке двигатель должен вращаться по часовой стрелке. Если поменять местами пару фаз, она будет вращаться против часовой стрелки. Тем не менее все очень просто. Однако на удивление довольно часто случается, что мотор заказывают с неправильным направлением вращения.

Важным элементом, определяющим направление вращения, являются, в основном, охлаждающие вентиляторы. Если размер двигателя и номинальная скорость не слишком высоки, вентиляторы имеют прямые лопасти, а двигатель технически двунаправленный. Также двигатели с принудительным охлаждением, в которых охлаждающий вентилятор приводится в действие вспомогательным двигателем и вращается независимо от главного вала двигателя, обычно являются двунаправленными (но иногда также имеется встроенный на вал вентилятор для внутренней циркуляции воздуха, который не может быть сделан двусторонним). Если двигатель технически двунаправленный и вам нужно изменить направление вращения, это просто вопрос маркировки и документации.

Однако некоторые двигатели должны быть рассчитаны только на одно направление вращения – охлаждающие вентиляторы имеют наклонные лопасти для обеспечения достаточного охлаждающего эффекта, а также для обеспечения приемлемого уровня шума. Такой двигатель может работать с обратным направлением вращения, но только с ограниченной мощностью на валу, что в большинстве случаев бесполезно для потребителя. Если двигатель заказан неправильно, мы не можем избежать замены охлаждающих вентиляторов. В более удачном случае ошибка обнаруживается уже после заказа, обычно когда завод предоставляет окончательные документы на согласование. Это приводит к заказу правильных вентиляторов, в худшем случае это вызывает некоторую задержку или вам нужно платить за неправильные вентиляторы, которые уже были запущены в производство.

Однако чаще ошибка выявляется уже после доставки, когда покупатель распаковывает двигатель и кто-то обнаруживает, что стрелка указывает в другую сторону. Для более крупных двигателей поставщики обычно не держат на складе охлаждающие вентиляторы, так как существует большое разнообразие размеров, материалов… а также два направления вращения. Итак, сначала вам нужно изготовить новые вентиляторы, затем доставить их (что также может занять некоторое время, особенно если ваш завод находится на другом континенте, чем конечный потребитель) и заменить их. При наличии внутреннего вентилятора, расположенного между корпусом ротора и подшипником, необходимо демонтировать ротор, что может быть невозможно на месте. Подшипники могут быть повреждены, и вам может потребоваться купить новые. Если двигатель работает во взрывоопасных зонах, работа должна выполняться сертифицированной сервисной мастерской. Никто не будет счастлив.

Несмотря на то, что каждый может себе представить, что изменение направления вращения после родов действительно проблематично, почему это происходит так часто? Кто-то говорит, что заказчик может ошибиться, так как направление вращения ведомой машины также считается, если смотреть со стороны ведомого конца – поэтому, когда они производят насос с правым вращением, им нужно покупать двигатель с вращением против часовой стрелки. На мой взгляд это не главная причина. Я бы сказал, что правильные люди не проверяют правильные вещи в нужное время. Когда заказчик и производитель охотятся за заказом, наиболее важным является согласование характеристик двигателя, цены, сроков поставки и других коммерческих тем. Направление вращения ни на что из этого не влияет. Это параметр, который был установлен (разумеется, правильно) уже в прошлом. Либо что-то нужно установить «на стадии заказа», но иногда эта информация не доходит до производства.

Я лично принимал участие в испытании заказчиком нескольких двигателей среднего напряжения, которое длилось целых два дня на нашем заводе. Вместе с нашим руководителем проекта и двумя людьми из компании-подрядчика мы все подписали, что испытания прошли успешно, в том числе все двигатели имеют правое вращение, в соответствии с заказом и окончательной документацией. После их доставки заказчику, не присутствовавшему на заводских приемо-сдаточных испытаниях, было замечено, что все они должны были быть против часовой стрелки. Мы обнаружили техпаспорт насоса, показывающий вращение насоса по часовой стрелке где-то на пятой странице, отправленный 10 месяцев назад с первым запросом, полученным моим коллегой, который тем временем покинул нашу компанию. Хуже всего было не то, что заказчик отказался покрыть какую-либо часть стоимости замены охлаждающих вентиляторов, хотя он явно невнимательно прочитал окончательную документацию, отчеты об испытаниях и сообщение о заводских приемочных испытаниях.